Modelo Propuesto para el Análisis Sísmico de Estructuras con Aisladores de Base Tipo Resorte

Abstract

Los terremotos destructivos son uno de los fenómenos naturales que causan, anualmente, la mayor cantidad de pérdidas económicas y de vidas humanas. En las últimas dos décadas la ingeniería estructural sismorresistente ha desarrollado nuevas estrategias para proteger las construcciones de terremotos destructivos entre las que se destacan los sistemas de aislamiento sísmico. El objetivo del trabajo es evaluar la respuesta en el tiempo, en términos de desplazamientos, de un edificio con aislamiento sísmico de base a través de un algoritmo numérico compacto. Para ello se propone un modelo matemático para el análisis sísmico de estructuras con aisladores de base compuestos por resortes helicoidales de acero instalados junto a amortiguadores visco elásticos. Se plantea como hipótesis que la presencia de dispositivos de baja rigidez lateral entre la superestructura y la fundación permite desacoplar las respuestas del edificio aislado de los movimientos del suelo provocados por los terremotos. Se obtienen respuestas en el tiempo, cuando actúan las tres componentes de terremotos con características de falla cercana. En el modelo que se propone se consideran tres grados de libertad para cada dispositivo de control del sistema de aislamiento que corresponden a los desplazamientos en las tres direcciones. Para la superestructura se admite que todo el piso tiene el mismo desplazamiento horizontal y que cada nudo posee un desplazamiento vertical. Las masas del sistema de aislamiento se concentran en los aisladores y las de la superestructura en cada nudo. Se encuentran la respuesta en el tiempo de un edificio de tres pisos construido en la ciudad de Mendoza, con los dispositivos de control mencionados. Los resultados obtenidos con el método numérico propuesto se comparan con los que reporta el SAP2000. Los valores encontrados con la metodología propuesta en el trabajo son comparables con los obtenidos por otros softwares de uso comercial y de amplia difusión.